Перестройка. ККМТ Физика Экзамен 2021 22 уч г ГП 11 Ответы и решения Вер 1. Гп 1 Ответы и решения задач Вопрос 1
 Скачать 130.15 Kb.
|
|
Ответ: 7 %. Вопрос 17. Основное уравнение МКТ. Средний квадрат скорости Ответ:  Формула (1) связывает макроскопическую величину – давление, которое может быть измерено манометром, – с микроскопическими параметрами, характеризующими молекулы: их массой, концентрацией, скоростью хаотичного движения. Дополнительные вопросы: 1. Чем пренебрегают, когда реальный газ рассматривают как идеальный? Ответ: Не учитываются размеры молекул (они считаются материальными точками) и их взаимодействие между собой (за исключением случаев непосредственного столкновения). 2. Всегда ли равноправны средние значения проекций скорости движения молекул? Ответ: Нет. 3. Чему равно среднее значение проекции скорости молекул на ось ОХ? Ответ:  Задача 17. Под каким давлением находится газ в сосуде, если средний квадрат скорости  его молекул равен  , концентрация  молекул газа равна  , масса  каждой молекулы равна  ?Дано:  ,  ,  . Найти  . Решение: Воспользуемся основным уравнением МКТ:  Т.к.  , а  , то Ответ:  .Вопрос 18. Макроскопические параметры. Тепловое равновесие Ответ: Некоторые макроскопические параметры: объём  , давление  , температура  , концентрация , масса  . Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия. Тепловым равновесием называют такое состояние тел, при котором температура во всех точках системы одинакова.Дополнительные вопросы: 1. Какие величины характеризуют состояния макроскопических тел? Ответ: Объём , давление , температура . 2. Каковы отличительные признаки состояний теплового равновесия? Ответ: Температура характеризует состояние теплового равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру. При одинаковых температурах двух тел между ними не происходит теплообмена. 3. В чём преимущество использования разреженных газов для измерения температуры? Ответ: Было замечено, что в отличие от жидкостей все разреженные газы – водород, гелий, кислород – расширяются при нагревании одинаково и одинаково меняют своё давление при изменении температуры.Задача 18. Современные вакуумные насосы позволяют понижать давление до  . Сколько молекул газа содержится в 1 см3 при указанном давлении и температуре  ?Дано:  ,  ,  ,  (кельвин),  .Найти  . Вариант решения: Воспользуемся равенством  и перепишем относительно искомого количества: Поскольку , а  , запишем: Ответ: 30000. Вопрос 19. Абсолютная температура. Постоянная Больцмана. Закон Авогадро Ответ: Рассмотрим равенство:  Определяемая равенством (1) температура называется абсолютной. Здесь,  Закон Авогадро: В равных объёмах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул. Дополнительные вопросы: 1. На каком основании можно предполагать существование связи между температурой и кинетической энергией молекул? Ответ: Средняя кинетическая энергия хаотичного поступательного движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре  . 2. Как связаны объём, давление и число молекул различных газов в состоянии теплового равновесия? Ответ: . 3. Чему равен абсолютный нуль температуры по шкале Цельсия? Ответ: минус 273 град.Задача 19. Средняя квадратичная скорость молекулы газа, находящегося при температуре  , равна  . Определите массу молекулы.Дано:  ,  ,  (кельвин), постоянная Больцмана  .Найти . Вариант решения: Средней квадратичной скоростью называется величина Возведём обе части равенства в квадрат (чтобы избавится от радикала в правой его части), а затем перепишем равенство относительно искомой величины:     Ответ: .Вопрос 20. Кристаллы. Аморфные тела. Жидкие кристаллы Ответ: Твёрдые тела сохраняют не только свой объём, как жидкости, но и форму. Они находятся преимущественно в кристаллическом состоянии. Кристаллы – это твёрдые тела, атомы или молекулы которых занимают определённые, упорядоченные положения в пространстве. Главное следствие упорядоченного строения – это зависимость физических свойств кристалла от выбранного в кристалле направления. Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла называют анизотропией. Твёрдое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называют монокристаллами. Все аморфные тела изотропны, т. е. их физические свойства одинаковы по всем направлениям. К аморфным телам относятся стекло, смола, канифоль, сахарный леденец и др. Определённой температуры плавления у аморфных тел, в отличие от кристаллических, нет. Состояние вещества, обладающего одновременно анизотропией и текучестью, называется жидкокристаллическим. Строгая ориентация молекул существует не во всём объёме кристалла, а в небольших областях, называемых доменами. Дополнительные вопросы: 1. Все ли кристаллические тела анизотропны? Ответ: Да. 2. Древесина анизотропна. Является ли она кристаллическим телом? Ответ: Нет. 3. Чем отличаются аморфные тела от кристаллических? Ответ: Аморфные тела не имеют строго организованной структуры строения, они являются изотропными, в то время как кристаллы – анизотропны с упорядоченной структурой. Задача 20. На манометрах ставится красная черта, указывающая предел, свыше которого увеличение давление газа опасно. При температуре  манометр показывает, что избыток давления газа над давлением наружного воздуха равен  . Будет ли достигнута красная черта при повышении температуры до  , если красная черта стоит на  ?Дано:  ,  ,  («Красная черта» или «Опасно!»).  ,  ,  ,  .Найти . Вариант решения: Воспользуемся формулой, выражающей закон Шарля:   Ответ: Да. Вопрос 21. Сила тока Ответ: Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. Направление тока совпадает с направлением вектора напряжённости электрического поля. Если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, то направление тока считают противоположным направлению движения частиц. Если в цепи идёт электрический ток, то это означает, что через поперечное сечение проводника всё время переносится электрический заряд. Заряд, перенесённый в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока.  Средняя сила тока  равна отношению заряда  , прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени  , к этому промежутку времени  . Если сила тока со временем не меняется, то ток называют постоянным. В СИ единицей силы тока является ампер (А). Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике  . Для возникновения и существования постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц. Для создания и поддержания упорядоченного движения заряженных частиц необходима сила, действующая на них в определённом направлении. Обычно именно электрическое поле внутри проводника служит причиной, вызывающей и поддерживающей упорядоченное движение заряженных частиц. Только в статическом случае, когда заряды покоятся, электрическое поле внутри проводника равно нулю.Дополнительные вопросы: 1. Что определяет среднюю скорость дрейфа свободных электронов? Ответ: Сила тока, материал и площадь его поперечного сечения  . 2. Почему единицу тока определяют по магнитному взаимодействию? Ответ: На основании силового взаимодействия токов.Задача 21. Время рабочего импульса ускорителя электронов равно 1 мкс. Средняя сила тока, создаваемого этим ускорителем, 32 кА. Определите число электронов, ускоряемых за один пуск ускорителя. Дано:  ,  ,  .Найти . Вариант решения: Поскольку , запишем  . Т.о, Ответ:  .Вопрос 22. Электрический ток. Закон Ома. Сопротивление проводника Ответ: Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Зависимость силы тока в проводнике от напряжения, подаваемого на него, называют вольт – амперной характеристикой проводника. Закон Ома: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению  и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка  : Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, т.е. противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением проводника. Дополнительный вопрос: 1. Что такое удельное сопротивление проводника? Ответ: Удельным сопротивлением проводника называется физический вид величины, который показывает, что материал может препятствовать электротоку. Задача 22. К концам медного проводника длиной 300 м приложено напряжение 36 В. Определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если концентрация электронов в меди  , а удельное сопротивление  .Дано: Удельное сопротивление  ,  , ,  ,  .Найти  . Вариант решения: Выразим искомую скорость : Для нахождения скорости нужно найти силу тока и площадь поперечного сечения проводника  . Разделим обе части последнего равенства на :   |